Vuorovesilukkiutuminen
Vuorovesilukitus (tai vangittu kierto) tarkoittaa sitä, että tähtikappaleen toinen puoli on aina toista kohti. Sitä kutsutaan myös synkroniseksi pyörimiseksi. Klassinen esimerkki on Kuu: Kuun sama puoli on aina Maahan päin.
Vuorovesilukittuneelta kappaleelta kestää yhtä kauan pyöriä oman akselinsa ympäri kuin sen kiertäminen kumppaninsa ympäri. Tämän vuoksi toinen pallonpuolisko on jatkuvasti kumppanikappaleeseen päin. Yleensä vain satelliitti on vuorovesilukitussa tilassa suuremman kappaleen ympärillä. Jos kahden kappaleen massa on samankaltainen ja niiden etäisyys toisistaan on pieni, vuorovesivoima lukitsee molemmat kappaleet toisiinsa. Näin on Pluton ja Charonin välillä.
Jos Kuu ei pyörisi lainkaan, se näyttäisi vuorotellen lähi- ja kaukopuolensa Maalle, kun se liikkuu Maan ympäri kiertoradallaan.
On mahdollista laskea, kuinka kauan kestää, että tietty vuorovesilukitus tapahtuu. Kyseessä on vain karkea arvio, koska joitakin tekijöitä tunnetaan huonosti. Esimerkkinä voidaan mainita planeettakappaleen jäykkyys ja sen muodonmuutos vuorovesivoiman vaikutuksesta. Vuorovesilukkiutuminen on yksi kiertoradan resonanssin osa-alue.
Koska Kuu on vuorovesilukittu, vain sen toinen puoli näkyy Maasta käsin.
Luettelo tunnetuista vuorovesilukittuneista kappaleista
Aurinkokunta
Lukittu maahan
Lukittu Marsiin
- Phobos
- Deimos
Lukittu Jupiteriin
Lukittu Saturnukseen
- Ymir
Lukittu Uranukseen
- Miranda
- Ariel
- Umbriel
- Titania
- Oberon
Lukittu Neptunukseen
Lukittu Plutoon
- Charon (Pluto on itse lukittunut Charoniin).
Auringon ulkopuolinen
- Tau Boötisin tiedetään olevan lukittunut lähellä kiertävään jättiläisplaneetta Tau Boötis b:hen.
Libraatio
Libraatio on kiertävien kappaleiden värähtelevä liike toisiinsa nähden. Esimerkkeinä voidaan mainita Kuun liike suhteessa Maahan tai Troijan asteroidien liike suhteessa planeettoihin.
Vuorovesilukituksen vuoksi kuun toinen puolikuu on yleensä Maahan päin. Näin ollen ensimmäinen näkymämme Kuun toiselle puolelle saatiin 1960-luvulla tehdyistä kuututkimuksista.
Tämä yksinkertainen kuva pitää kuitenkin paikkansa vain likimääräisesti: ajan mittaan hieman yli puolet (noin 59 %) Kuun pinnasta näkyy Maasta libraation vuoksi.
Libraatio on Kuun hidasta keinumista edestakaisin Maasta katsottuna, jolloin havaitsija näkee hieman eri puolet Kuun pinnasta eri aikoina.
Kuun simuloidut näkymät yhden kuukauden ajalta, jotka osoittavat leveys- ja pituusasteiden libraatioita.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on vuorovesilukitus?
A: Vuorovesilukitus on sitä, että tähtikappaleen toinen puoli on aina toista kohti, mikä tunnetaan myös nimellä synkroninen kierto.
K: Mikä on klassinen esimerkki vuorovesilukituksesta?
V: Klassinen esimerkki vuorovesilukkiutumisesta on Kuu, jonka sama puoli on jatkuvasti Maata kohti.
K: Kestääkö vuorovesilukittuneen kappaleen pyöriminen yhtä kauan kuin sen kiertäminen kumppaninsa ympäri?
V: Kyllä, vuorovesilukittuneelta kappaleelta kuluu yhtä paljon aikaa pyörimiseen oman akselinsa ympäri kuin sen kiertämiseen kumppaninsa ympäri.
K: Tapahtuuko vuorovesilukitus sellaisten kappaleiden välillä, joilla on samanlainen massa ja pieni etäisyys toisistaan?
V: Kyllä, jos kahden kappaleen massa on samankaltainen ja niiden etäisyys toisistaan on pieni, vuorovesivoima lukitsee molemmat kappaleet toisiinsa. Näin on Pluton ja Charonin välillä.
K: Mitä Kuulle tapahtuisi, jos se lakkaisi pyörimästä?
V: Jos Kuu lakkaisi pyörimästä, se näyttäisi vuorotellen lähi- ja kaukopuolensa Maahan liikkuessaan Maan ympäri kiertoradallaan.
Kysymys: Onko mahdollista selvittää, kuinka kauan kestää, että tietty vuorovesilukitus tapahtuu?
V: Kyllä, on mahdollista arvioida, kuinka kauan vuorovesivoiman aiheuttaman lukkiutumisen tapahtuminen kestää, mutta joitakin tekijöitä ei välttämättä tunneta tai niitä ymmärretään huonosti, kuten planeettakappaleen jäykkyyttä ja sen muodon muuttumista vuorovesivoiman vaikutuksesta.
Kysymys: Liittyykö vuorovesilukitus kiertoradan resonanssiin?
V: Kyllä, vuorovesilukitus on yksi kiertoradan resonanssin osa-alue.
